(57)【要約】  本発明は、壁流フィルタ、並びに互いに異なるＳＣＲ触媒活性材料Ａ及びＢを備える粒子フィルタに関するものであり、ＳＣＲ触媒活性材料Ａが、イオン交換鉄及び／又は銅を含有する、チャバザイト構造型のゼオライトを含み、ＳＣＲ触媒活性材料Ｂが、イオン交換鉄及び／又は銅を含有する、レビナイト構造型のゼオライトを含有し、（ｉ）ＳＣＲ触媒活性材料Ａ及びＢが、２つの材料ゾーンＡ及びＢの形態であり、材料ゾーンＡが、壁流フィルタの第１の端部から少なくとも長さＬの一部にわたって延在し、材料ゾーンＢが、壁流フィルタの第２の端部から少なくとも長さＬの一部にわたって延在し、又は（ｉｉ）壁流フィルタが、ＳＣＲ触媒活性材料Ａ又はＢ及びマトリックス成分によって形成され、ＳＣＲ触媒活性材料Ｂ又はＡが、材料ゾーンＢ又はＡの形態で、少なくとも壁流フィルタの長さＬの一部にわたって延在する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁流フィルタ、並びに互いに異なる２つのＳＣＲ触媒活性材料Ａ及びＢを備える粒子フィルタであって、
前記壁流フィルタが、前記壁流フィルタの第１の端部と第２の端部との間に平行に延在し、前記第１の端部又は前記第２の端部のいずれかにおいて気密な様態で交互に封止され、多孔性壁によって分離される、長さＬのチャネルを備え、前記ＳＣＲ触媒活性材料Ａが、イオン交換鉄及び／又は銅を含有する、チャバザイト構造型のゼオライトを含有し、前記ＳＣＲ触媒活性材料Ｂが、イオン交換鉄及び／又は銅を含有する、レビナイト構造型のゼオライトを含有し、
（ｉ）前記ＳＣＲ触媒活性材料Ａ及びＢが、２つの材料ゾーンＡ及びＢの形態で存在し、前記材料ゾーンＡが、少なくとも長さＬの一部にわたって前記壁流フィルタの前記第１の端部から延在し、前記材料ゾーンＢが、少なくとも長さＬの一部にわたって前記壁流フィルタの前記第２の端部から延在し、
又は
（ｉｉ）前記壁流フィルタが、前記ＳＣＲ触媒活性材料Ａ及びマトリックス成分から形成され、前記ＳＣＲ触媒活性材料Ｂが、少なくとも前記壁流フィルタの前記長さＬの一部にわたって材料ゾーンＢの形態で延在し、
又は
（ｉｉｉ）前記壁流フィルタが、前記ＳＣＲ触媒活性の材料Ｂ及びマトリックス成分から形成され、前記ＳＣＲ触媒活性材料Ａが、少なくとも前記壁流フィルタの前記長さＬの一部にわたって材料ゾーンＡの形態で延在する、粒子フィルタ。
【請求項２】
前記チャバザイト構造型の前記ゼオライトが、６〜４０のＳＡＲ値を有することを特徴とする、請求項１に記載の粒子フィルタ。
【請求項３】
前記レビナイト構造型の前記ゼオライトが、１５を超えるＳＡＲ値を有することを特徴とする、請求項１及び／又は請求項２に記載の粒子フィルタ。
【請求項４】
前記チャバザイト構造型の前記ゼオライト及び前記レビナイト構造型の前記ゼオライトの両方が、イオン交換銅を含有することを特徴とする、請求項１〜３の一項以上に記載の粒子フィルタ。
【請求項５】
前記チャバザイト構造型の前記ゼオライト中の、及び前記レビナイト構造型の前記ゼオライト中の前記銅が、ＣｕＯとして交換ゼオライトの総重量に関して算出したときに、互いに独立して、それぞれ０．２〜６重量％の量で存在することを特徴とする、請求項４に記載の粒子フィルタ。
【請求項６】
前記チャバザイト構造型の前記ゼオライト中の、及び前記レビナイト構造型の前記ゼオライト中の、銅とアルミニウムとの原子比率が、互いに独立して、０．２５〜０．６であることを特徴とする、請求項１〜５の一項以上に記載の粒子フィルタ。
【請求項７】
２０〜８０重量％の前記触媒活性材料が、材料ゾーンＢにあることを特徴とする、請求項１〜６の一項以上に記載の粒子フィルタ。
【請求項８】
材料ゾーンＡが、前記粒子フィルタの長さの全体にわたって延在し、材料ゾーンＢが、前記粒子フィルタの前記長さＬの１０〜８０％にわたって前記粒子フィルタの前記第２の端部から延在することを特徴とする、請求項１〜７の一項以上に記載の粒子フィルタ。
【請求項９】
材料ゾーンＡが、前記粒子フィルタの前記長さＬの２０〜９０％にわたって前記粒子フィルタの前記第１の端部から延在し、材料ゾーンＢが、前記粒子フィルタの前記長さＬの１０〜７０％にわたって前記粒子フィルタの前記第２の端部から延在することを特徴とする、請求項１〜７の一項以上に記載の粒子フィルタ。
【請求項１０】
材料ゾーンＡが、前記粒子フィルタの前記長さＬの２０〜９０％にわたって前記粒子フィルタの前記第１の端部から延在し、材料ゾーンＢが、前記粒子フィルタの前記長さＬの全体にわたって延在することを特徴とする、請求項１〜７の一項以上に記載の粒子フィルタ。
【請求項１１】
リーン運転の燃焼エンジンの排気ガスを浄化するための方法であって、前記排気ガスが、請求項１〜１０の一項以上に記載の粒子フィルタ全体にわたって方向付けられ、前記ＳＣＲ触媒活性材料Ａが、前記触媒活性材料Ｂよりも先に浄化されるべき前記排気ガスと接触することを特徴とする、方法。
【請求項１２】
リーン運転の燃焼エンジンの排気ガスを浄化するためのシステムであって、前記システムが、請求項１〜１０の一項以上に記載の粒子フィルタ、並びに尿素水溶液用の注入器を備え、前記注入器が、前記壁流フィルタの前記第１の端部の前に位置付けられることを特徴とする、システム。
【請求項１３】
前記システムが、前記排気ガスの流れの方向において、酸化触媒、尿素水溶液用の注入器、及び請求項１〜１０の一項以上に記載の粒子フィルタを有し、前記注入器が、前記壁流フィルタの前記第１の端部の前に位置付けられることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
担体材料上の白金が、酸化触媒として使用されることを特徴とする、請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジンの排気ガス中の粒子及び窒素酸化物を同時還元するための、ＳＣＲ活性コーティングを有する粒子フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
主にリーン運転の燃焼エンジンを有する自動車からの排気ガスは、具体的には、粒子放出物に加えて、一次放出物の一酸化炭素ＣＯ、炭化水素ＨＣ、及び窒素酸化物ＮＯｘを含む。最大１５体積％の比較的高い酸素含有量のため、一酸化炭素及び炭化水素は、酸化によって比較的容易に無害化することができる。しかしながら、窒素酸化物の窒素への還元は、はるかに困難になる。
【０００３】
酸素の存在下で、排気ガスから窒素酸化物を除去するための既知の方法は、適切な触媒上でのアンモニアによる選択的触媒還元（ＳＣＲ方法）である。本方法では、排気ガスから除去されるべき窒素酸化物が、アンモニアを使用して窒素及び水に転換される。
【０００４】
還元剤として使用されるアンモニアは、アンモニア前駆体化合物、例えば尿素、カルバミン酸アンモニウム、又はギ酸アンモニウムを排気ガスストリームに送給し、その後の加水分解によって利用可能にすることができる。
【０００５】
粒子は、粒子フィルタの支援により排気ガスから極めて効果的に除去することができる。セラミック材料から作製した壁流フィルタが、特に立証されている。これらの壁流フィルタは、多孔性壁によって形成される複数の並列チャネルから構成される。チャネルは、フィルタの２つの端部のうちの１つにおいて気密様態で交互に封止され、よって、第１のチャネルは、フィルタの第１の側部を開放し、フィルタの第２の側部を封止して形成され、第２のチャンネルは、フィルタの第１の側部を封止し、フィルタの第２の側部を開放して形成される。例えば、第１のチャネルに流れ込む排気ガスは、第２のチャンネルを介してだけ再度フィルタを出ることができ、また、この目的のためには、第１及び第２のチャネル間の多孔性壁を通って流れなければならない。粒子は、排気ガスが壁を通過するときに保持される。
【０００６】
また、壁流フィルタをＳＣＲ活性材料でコーティングし、したがって、排気ガスから粒子及び窒素酸化物を同時に除去することも既に知られている。そのような製品は、典型的に、ＳＤＰＦと称される。
【０００７】
しかしながら、必要な量のＳＣＲ活性材料がチャネル間の多孔性壁に塗布される限り（オンウォールコーティングとして知られている）、これは、フィルタの背圧における許容不可能な増加につながり得る。
【０００８】
これを背景として、例えば特開平０１−１５１７０６号及び国際公開第２００５／０１６４９７号は、後方で多孔性壁を通り抜けるように、壁流フィルタをＳＣＲ触媒によってコーティングすること（インウォールコーティングとして知られている）を提案している。
【０００９】
また、第１のＳＣＲ触媒を多孔性壁の中へ導入すること、すなわち、細孔の内面をコーティングし、かつ、第２のＳＣＲ触媒を多孔性壁の表面に配置することも既に提案されている（米国特許出願公開第２０１１／２７４６０１号を参照されたい）。この事例において、第１のＳＣＲ触媒の平均粒径は、第２のＳＣＲ触媒の平均粒径よりも小さい。
【００１０】
更に、国際公開第２０１３／０１４４６７（Ａ１）号では、粒子フィルタ上に２つ以上のＳＣＲ活性ゾーンを順々に配設することが提案されている。この事例において、これらのゾーンは、異なる濃度の同じＳＣＲ活性材料、又は異なるＳＣＲ活性材料を含むことができる。いずれの事例においても、好ましくは、より熱的に安定なＳＣＲ活性材料がフィルタ入口に配置される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
粒子フィルタは、定義された時間間隔で再生しなければならならず、すなわち、蓄積された煤粒子は、排気ガスの背圧を許容可能な範囲内に保つために、焼去しなければならない。フィルタの再生及び煤焼去の開始には、約６００℃の排気ガス温度が必要である。焼去においては、８００℃を超え得る極めて高い温度が生じ得る。排気ガスがフィルタから出る領域のほうが、排気ガスがフィルタに進入する領域よりも高い温度に到達し得ることが知られている。
【００１２】
ＳＣＲ触媒を備える粒子フィルタの事例において、後方は、極度の活性損失を伴うことなく、フィルタ再生中に高い熱応力に耐えなければならない。しかしながら、これに関しては、改善に対するかなりの必要性が依然として存在する。現在、８００〜８５０℃の最高温度に耐えることができるＳＣＲ触媒コーティングをフィルタに利用することができる。しかしながら、例外的な事例では、煤焼去が無制御の様態で進行する場合、煤再生中に、フィルタにおいて最高１０００℃以上の温度スパイクに到達する場合があり、これは、車両の特定の駆動状況において起こり得る。
【００１３】
驚くべきことに、現在、異なるゼオライト構造型、すなわち、チャバザイト（ＣＨＡ）構造型のもの及びレビナイト（ＬＥＶ）構造型のものをディーゼル粒子フィルタ上に固有の様態で配設した場合に、ＳＣＲ機能を備えたより温度安定なディーゼル粒子フィルタが得られることが分かっている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、壁流フィルタ、並びに互いに異なる２つのＳＣＲ触媒活性材料Ａ及びＢを備える粒子フィルタに関するものであり、
壁流フィルタは、壁流フィルタの第１の端部と第２の端部との間に平行に延在し、第１の端部又は第２の端部のいずれかにおいて気密な様態で交互に封止され、多孔性壁によって分離される、長さＬのチャネルを備え、ＳＣＲ触媒活性材料Ａは、イオン交換鉄及び／又は銅を含有する、チャバザイト構造型のゼオライトを含有し、ＳＣＲ触媒活性材料Ｂは、イオン交換鉄及び／又は銅を含有する、レビナイト構造型のゼオライトを含有し、
（ｉ）ＳＣＲ触媒活性材料Ａ及びＢは、２つの材料ゾーンＡ及びＢの形態で存在し、材料ゾーンＡは、少なくとも長さＬの一部にわたって壁流フィルタの第１の端部から延在し、材料ゾーンＢは、少なくとも長さＬの一部にわたって壁流フィルタの第２の端部から延在し、
又は
（ｉｉ）壁流フィルタは、ＳＣＲ触媒活性材料Ａ及びマトリックス成分から形成され、ＳＣＲ触媒活性材料Ｂは、少なくとも壁流フィルタの長さＬの一部にわたって材料ゾーンＢの形態で延在し、
又は
（ｉｉｉ）壁流フィルタは、ＳＣＲ触媒活性の材料Ｂ及びマトリックス成分から形成され、ＳＣＲ触媒活性材料Ａは、少なくとも壁流フィルタの長さＬの一部にわたって材料ゾーンＡの形態で延在する。
【００１５】
本発明の実施形態において、チャバザイト構造型のゼオライトは、６〜４０、好ましくは１２〜４０、及び特に好ましくは２５〜４０のＳＡＲ値（二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとの比率）を有する。
【００１６】
本発明の実施形態において、レビナイト構造型のゼオライトは、１５を超える、好ましくは３０を超える、例えば３０〜５０のＳＡＲ値を有する。
【００１７】
考慮されるチャバザイト構造型のゼオライトは、例えば、チャバザイト及びＳＳＺ−１３の名称で知られている製品である。考慮されるレビナイト構造型のゼオライトは、例えば、Ｎｕ−３、ＺＫ−２０、及びＬＺ−１３２である。
【００１８】
本発明の範囲内では、アルミノケイ酸塩だけでなく、シリコアルミノリン酸塩及びアルミノリン酸塩もまた、「ゼオライト」という用語に該当し、これらは、ゼオライト様化合物と称されることもある。その例は、具体的には、ＳＡＰＯ−３４及びＡｌＰＯ−３４（ＣＨＡ構造型）、並びにＳＡＰＯ−３５及びＡｌＰＯ−３５（ＬＥＶ構造型）である。
【００１９】
本発明の実施形態において、チャバザイト構造型のゼオライト及びレビナイト構造型のゼオライトは、どちらもイオン交換銅を含有する。
【００２０】
互いに独立して、チャバザイト構造型のゼオライト中の、及びレビナイト構造型のゼオライト中の銅の量は、ＣｕＯとして交換ゼオライトの総重量に関して算出したときに、具体的には０．２〜６重量％、好ましくは１〜５重量％に達する。ゼオライト中の交換銅とゼオライト中の格子アルミニウムとの原子比率は、以下Ｃｕ／Ａｌ比と称され、チャバザイト構造型のゼオライト及びレビナイト構造型のゼオライトにおいて、互いに独立して、具体的には０．２５〜０．６である。
【００２１】
これは、二価Ｃｕイオンを介したゼオライト中の完全な電荷平衡が１００％の交換率であると仮定すると、５０％〜１２０％の銅とゼオライトとの理論的な交換率に対応する。７０〜１００％の理論的Ｃｕ交換率に相当する、０．３５〜０．５のＣｕ／Ａｌ値が特に好ましい。
【００２２】
使用されるゼオライトがイオン交換鉄を含有する限り、チャバザイト構造型のゼオライト中の、及びレビナイト構造型のゼオライト中の鉄の量は、Ｆｅ２Ｏ３として交換ゼオライトの総重量に関して算出したときに、互いに独立して、具体的には０．５〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％である。
【００２３】
ゼオライト中の交換鉄とゼオライト中の格子アルミニウムとの原子比率は、以下Ｆｅ／Ａｌ比と称され、チャバザイト構造型のゼオライト及びレビナイト構造型のゼオライトにおいて、互いに独立して、具体的には０．２５〜３である。０．４〜１．５のＦｅ／Ａｌ値が特に好ましい。
【００２４】
例えば、銅又は鉄と交換されたレビナイト構造型のゼオライトを除いて、材料ゾーンＡは、いかなる触媒活性成分も含まない。しかしながら、場合により、結合剤などの添加物を含有することができる。例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、及び酸化ジルコニウムが適切な結合剤であり、酸化アルミニウムが好ましい。本発明の実施形態において、材料ゾーンＡは、チャバザイト構造型の銅交換又は鉄交換ゼオライト、並びに結合剤からなる。結合剤としては、酸化アルミニウムが好ましい。
【００２５】
例えば、銅又は鉄と交換されたレビナイト構造型のゼオライトを除いて、材料ゾーンＢも同様に、いかなる触媒活性成分も含まない。しかしながら、場合により、結合剤などの添加物を含有することができる。例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、及び酸化ジルコニウムが適切な結合剤である。本発明の実施形態において、材料ゾーンＡは、レビナイト構造型の銅交換又は鉄交換ゼオライト、並びに結合剤からなる。結合剤としては、酸化アルミニウムが好ましい。
【００２６】
本発明の実施形態では、２０〜８０重量％、好ましくは４０〜８０重量％、特に好ましくは５０〜７０重量％の触媒活性材料が、材料ゾーンＢにある。
【００２７】
本発明による粒子フィルタの好ましい実施形態において、粒子フィルタは、壁流フィルタと、ＳＣＲ触媒活性材料と、を含み、壁流フィルタは、壁流フィルタの第１の端部と第２の端部との間に平行に延在し、第１又は第２の端部のいずれかにおいて気密な様態で交互に封止され、多孔性壁によって分離される、長さＬのチャネルを備え、
ＳＣＲ触媒活性材料は、互いに異なる少なくとも２つの材料ゾーンＡ及びＢの形態で存在し、
材料ゾーンＡは、少なくとも長さＬの一部にわたって壁流フィルタの第１の端部から延在し、
材料ゾーンＢは、少なくとも長さＬの一部にわたって壁流フィルタの第２の端部から延在し、
材料ゾーンＡが、イオン交換鉄及び／又は銅を含有する、チャバザイト構造型のゼオライトを含み、
材料ゾーンＢが、イオン交換鉄及び／又は銅を含有する、レビナイト構造型のゼオライトを含むことを特徴とする。
【００２８】
この実施形態において、排気ガスは、好ましくは、触媒基板の第１の端部において触媒の中へ流れ、また、触媒基板の第２の端部において触媒を出る。
【００２９】
この実施形態において、材料ゾーンＡ及びＢは、更に、異なる方式で粒子フィルタに配設することができる。
【００３０】
本発明による粒子フィルタの１つの実施形態において、材料ゾーンＡは、例えば、粒子フィルタの長さの全体にわたって延在し、一方で、材料ゾーンＢは、粒子フィルタの長さＬの１０〜８０％にわたって粒子フィルタの第２の端部から延在する。この事例において、材料ゾーンＢは、好ましくは材料ゾーンＡの上に配置される。
【００３１】
本発明による粒子フィルタの別の実施例において、材料ゾーンＡは、粒子フィルタの長さＬの２０〜９０％にわたって粒子フィルタの第１の端部から延在し、一方で、材料ゾーンＢは、粒子フィルタの長さＬの１０〜７０％にわたって粒子フィルタの第２の端部から延在する。この実施形態において、材料ゾーンＡ及びＢが重なり合う限り、材料ゾーンＢは、好ましくは、材料ゾーンＡの上に配置される。
【００３２】
本発明による粒子フィルタの更なる実施形態において、材料ゾーンＡは、粒子フィルタの長さＬの２０〜９０％にわたって粒子フィルタの第１の端部から延在し、一方で、材料ゾーンＢは、粒子フィルタの長さＬの全体にわたって延在する。この事例において、材料ゾーンＡは、好ましくは材料ゾーンＢの上に配置される。
【００３３】
本発明に従って使用することができる壁流フィルタは、既知であり、市販されている。これらは、例えば、炭化ケイ素、チタン酸アルミニウム、又はコーディエライトからなる。
【００３４】
未コーティング状態において、壁流フィルタは、例えば、３０〜８０、具体的には、５０〜７５％の多孔率を有する。未コーティング状態において、壁流フィルタの平均細孔サイズは、例えば、５〜３０マイクロメートルである。
【００３５】
壁流フィルタの細孔は、通常、開放された細孔として知られており、すなわち、それらは、壁流フィルタの多孔性壁によって形成されるチャネルへの接続部を有する。更に、細孔は、通常、互いに相互接続される。これは、一方では、内側細孔表面の容易なコーティングを可能にし、他方では、壁流フィルタの多孔性壁を通した排気ガスの容易な通過を可能にする。
【００３６】
本発明による粒子フィルタの製造は、当業者によく知られている方法に従って、例えば、その後に熱的後処理（焼成）を伴う、典型的な浸漬コーティング方法、又はポンプ及び吸引コーティング方法に従って行うことができる。壁流フィルタのチャネルを形成する多孔性壁の上に材料ゾーンＡ及び／又はＢが位置するように（オンウォールコーティング）、壁流フィルタの平均細孔サイズ、及びＳＣＲ触媒活性材料の平均粒径を互いに適合させることができることは、当業者に知られている。しかしながら、ＳＣＲ触媒活性材料の平均粒径は、好ましくは、材料ゾーンＡ及び材料ゾーンＢがどちらも、壁流フィルタのチャネルを形成する多孔性壁内に位置付けられ、したがって、内側細孔表面のコーティングが行われる（インウォールコーティング）ように互いに適合される。この事例において、ＳＣＲ触媒活性材料の平均粒径は、壁流フィルタの細孔の中へ入り込むように十分小さくなければならない。
【００３７】
しかしながら、本発明はまた、材料ゾーンＡ及びＢのうちの一方がインウォールコーティングされ、他方がオンウォールコーティングされる実施形態も包含する。
【００３８】
本発明はまた、壁流フィルタが不活性なマトリックス成分及びＳＣＲ触媒活性材料Ａ又はＢから形成され、他方のＳＣＲ触媒活性材料、すなわち、材料Ｂ又はＡが、材料ゾーンＢ又はＡの形態で、少なくとも壁流フィルタの長さＬの一部にわたって延在する実施形態にも関する。
【００３９】
当業者には、不活性材料、例えばコーディエライトだけからなるのではなく、追加的に触媒活性材料を含有することが知られている。これらを生産するには、例えば、１０〜９５重量％の不活性マトリックス成分及び５〜９０重量％の触媒活性材料の混合物を、それ自体既知の方法に従って押出加工する。この事例では、それ以外の場合にも壁流フィルタを製造するために使用される全ての不活性材料を、マトリックス成分として使用することができる。これらは、例えば、ケイ酸塩、酸化物、窒化物、又は炭化物であり、特に、ケイ酸アルミニウムマグネシウムであることが好ましい。
【００４０】
不活性壁流フィルタのように、ＳＣＲ触媒活性材料Ａ又はＢを含む、押出加工された壁流フィルタはまた、一般的な方法に従ってコーティングすることもできる。
【００４１】
例えば、ＳＣＲ触媒活性材料Ｂを含む壁流フィルタは、ＳＣＲ触媒活性材料Ａを含有するウォッシュコートによって、その長さの全体又はその一部にわたってコーティングすることができる。
【００４２】
例えば、ＳＣＲ触媒活性材料Ａを含む壁流フィルタは、ＳＣＲ触媒活性材料Ｂを含有するウォッシュコートによって、その長さの全体又はその一部にわたって同様にコーティングすることができる。
【００４３】
ＳＣＲ活性コーティングを有する本発明による粒子フィルタは、リーン運転の燃焼エンジン、特にディーゼルエンジンの排気ガスを浄化するために、好都合に使用することができる。粒子フィルタは、この事例において、ＳＣＲ触媒活性材料Ａが、ＳＣＲ触媒活性材料Ｂよりも先に、浄化されるべき排気ガスと接触するように、排気ガスストリームの中に配設されるべきである。排気ガス中に含有される窒素酸化物は、それによって、無害な窒素及び水の化合物に変換される。
【００４４】
本発明はまた、リーン運転の燃焼エンジンの排気ガスを浄化するための方法にも関し、排気ガスが、本発明による粒子フィルタ全体にわたって方向付けられ、ＳＣＲ触媒活性材料Ｂよりも先にＳＣＲ触媒活性材料Ａが、浄化されるべき排気ガスと接触することを特徴とする。
【００４５】
本発明による方法において、還元剤としては、好ましくは、アンモニアが使用される。例えば、必要とされるアンモニアは、例えば上流の窒素酸化物貯蔵触媒（「リーンＮＯｘトラップ」−ＬＮＴ）によって、本発明による粒子フィルタの上流で、排気ガスシステム内に形成することができる。この方法は、「パッシブＳＣＲ」として知られている。しかしながら、アンモニアはまた、必要に応じて本発明による粒子フィルタの上流の注入器を介して注入される尿素水溶液の形態で携帯することもできる。
【００４６】
本発明はまた、リーン運転の燃焼エンジンの排気ガスを浄化するためのシステムにも関し、このシステムは、ＳＣＲ活性コーティングを有する本発明による粒子フィルタ、並びに尿素水溶液用の注入器を備え、注入器が、壁流フィルタの第１の端部の前に位置付けられることを特徴とする。
【００４７】
例えば、ＳＡＥ−２００１−０１−３６２５から、窒素酸化物が一酸化窒素及び二酸化窒素の１：１の混合物中に存在するときに、又はこの比率に近いいずれの事例においても、アンモニアとのＳＣＲ反応がより速く進行することが知られている。リーン運転の燃焼エンジンの排気ガスは、通常、二酸化窒素と比較して過剰な一酸化窒素を有するので、この文書は、ＳＣＲ触媒の上流に配設される酸化触媒の支援により二酸化窒素の割合を増加させることを提案している。
【００４８】
したがって、リーン運転の燃焼エンジンの排気ガスを浄化するための本発明によるシステムの１つの実施形態は、排気ガスの流れの方向において、酸化触媒、尿素水溶液用の注入器、及びＳＣＲ活性コーティングを有する本発明による粒子フィルタを備え、注入器が、壁流フィルタの第１の端部の前に位置付けられる。
【００４９】
本発明の実施形態では、担体材料上の白金が酸化触媒として使用される。
【００５０】
この目的について当業者によく知られている全ての材料が、担体材料とみなされる。担体材料は、３０〜２５０ｍ２／ｇの、好ましくは１００〜２００ｍ２／ｇ（ＤＩＮ６６１３２に従って指定される）のＢＥＴ表面を有し、特に、酸化アルミニウム、酸化シリコン、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、並びにこれらの酸化物のうちの少なくとも２つの混合物又は混合酸化物である。
【００５１】
酸化アルミニウム、及びアルミニウム／シリコン混合酸化物が好ましい。酸化アルミニウムを使用する場合は、酸化ランタンなどによって安定させることが特に好ましい。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
実施例１
ａ）コーディエライトで作製された従来の壁流フィルタを、一方の端部から始まるその長さの５０％にわたって、ウォッシュコートによる従来の浸漬方法によってコーティングしたが、このウォッシュコートは、４．０重量％のＣｕと交換されたチャバザイト構造型のアルミノケイ酸塩ゼオライトを含有した。ゼオライトのＳＡＲ値は、３０であった。次いで、フィルタを１２０℃で乾燥した。
ｂ）第２の工程において、工程ａ）で得られた壁流フィルタを、その他方の端部から始まるその長さの５０％にわたって、従来の浸漬方法によって同様にコーティングしたが、このウォッシュコートは、３．５重量％のＣｕと交換されたレビナイト構造型のアルミノケイ酸塩ゼオライトを含有した。ゼオライトのＳＡＲ値は、３１であった。次いで、５００℃で２時間の乾燥及び焼成を行った。
ｃ）モデルガスシステムの動的なＳＣＲ試験において、モデルガスは、最初にＣｕチャバザイトと接触し、次いでＣｕレビナイトと接触し、そのように得られた壁流フィルタは、非常に良好な、すなわち２５０℃から５５０℃を超える範囲でのＮＯｘ変換を示す。
【国際調査報告】
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